普通实验室玻璃芯片的简易加工技术

以微管道网络为结构特征的微流控芯片是当前十分活跃的研究领域。玻璃有优良的光学和电渗等性质，已广泛用于制作微流控芯片。玻璃微流控芯片的加工技术由掩膜制作、光刻曝光、显影、除铬、刻蚀、芯片切割与钻孔和热键合等步骤组成。

一、掩膜制作

    利用corelDRAW软件绘制掩膜图形，采用高分辨率的激光照排机，在PET胶片上制得光刻掩膜。

    注意在裁剪掩膜和转移过程中，不要用尖锐硬物摩擦掩膜亚光面，以免磨损掩膜造成漏光，影响光刻效果。不可用手指直接触摸掩膜的图形区域。掩膜一般用塑料薄膜或自封袋保存。

二、光刻曝光

（1）、开启光刻机，预热15min。

（2）、从暗盒取出铬板，观察表面有无水雾或灰尘颗粒，若有，用吹风机冷风档或洗耳球吹净。

（3）、将掩膜对准铬板，使掩膜亚光面与铬板光胶层贴紧并用铁夹固定（铁夹不能遮住通道图形）。有条件的情况下，可在掩膜上方再覆盖同样大小的石英片后，用铁夹固定。

三、显影

（1）、曝光后，将铬板光胶面朝上，放入0.5%NaOH中显影，轻轻晃动，几秒后即可见掩膜中的图案，显影40s以完全去除已曝光部分的光胶。

（2）、用塑料镊子取出铬板，注意不要碰到图案区。在水流下冲洗1min，定影。

（3）、用吹风机吹干水分后，把铬板光胶层朝上放入烘箱中，110℃下烘15min，固化剩余光胶。

四、除铬

    取出铬板，放置冷却。待冷却至温室后将其光胶面朝上，放入去铬液中，轻轻晃动40s，除去裸露的铬层后，取出用自来水冲洗，吹风机吹干，即得到有透明通道图形的玻璃基片。

去铬液：将25g硝酸铈铵和6.45mL高氯酸（70%）溶于110mL的蒸馏水中。

五、刻蚀

（1）、在基片背面以及边缘贴上胶带纸作为保护层。若观察到除通道外有漏光点（铬层被磨损），也可用胶带纸保护。

（2）、将刻蚀液倒入有盖的小塑料盒内，放入40℃恒温水浴振荡器中，预热5min后。基片通道面朝上，侵入塑料盒内的刻蚀液（1:0.5:0.5mol/LHF/NH₄F/HNO₃）中，在缓慢摇动条件下进行刻蚀。通过控制刻蚀时间以控制通道的深度。在上述条件下，通常刻蚀速度约为1μm/min。

（3）、基片用自来水冲洗后除去胶带纸。

六、芯片切割与钻孔

（1）、依芯片大小用玻璃刀切割（注意：切割时通道面朝下）。用细砂纸轻轻打磨切割面的边缘，去除玻璃尖刺和碎屑。

（2）、在基片上通道的进出口处，用直柄麻花钻打孔。

七、热键合

（1）、清洗基片和盖片

（2）、烘干

（3）、高温键合，540—550℃高温封接。